Im Sindelfinger Entwicklungszentrum hat Mercedes-Benz eine eigene Prüfkammer für Innenraumemissionen eröffnet. Pkw und Vans werden dort auf Allergene, toxische Substanzen und unangenehme Gerüche überprüft. Darüber hinaus setzt Mercedes-Benz ein Team von Olfaktorik-Experten ein, die für ein gleichbleibend angenehmes Geruchsniveau sorgen. Und die Europäische Stiftung für Allergieforschung (ECARF) mit Sitz an der Charité Berlin unterstützt den Fahrzeughersteller bei der Erforschung eines unbeschwerten Fahrerlebnis – insbesondere für Allergiker.
Innerhalb von nur zehn Monaten entstand im Mercedes-Benz Technology Center in Sindelfingen eine knapp 300 Kubikmeter große Prüfkammer. Dort durchläuft ein Fahrzeug innerhalb einer Woche genau definierte Temperaturprofile und wird dabei auf mehrere hundert Substanzen geprüft. In mehreren Zyklen werden über 100 Luftproben aus dem Fahrzeuginnenraum entnommen und in Speziallabors analysiert. Neben der Gesamtemission können auch die Emissionen einzelner organischer Verbindungen gemessen werden.
„Wir messen seit 1992 die Luftqualität im Innenraum unserer Fahrzeuge und konnten die Emissionen in den vergangenen Jahrzehnten um circa 80 Prozent reduzieren. Das ist vor allem möglich, weil das aufwändige Prüfverfahren und die Optimierung von Werkstoffen und Bauteilen wesentliche Aspekte unserer Entwicklung sind, die wir bereits zu Beginn eines Fahrzeugprojekts im Entwicklungsprozess hinterlegen. Und mit unserer neuen Prüfkammer können wir unser Engagement in diesem Bereich weiter intensivieren“, sagt Dr. Peter Schramm, Leiter Zertifizierung und regulatives Umfeld Umwelt der Daimler AG.
Innenraumemissionen: aufwendiger Test vom Bauteil bis zum Auto
Steht der Serienstart eines neuen Modells bevor, werden die Innenraumemissionen in aufwendigen Verfahren geprüft. Die geräumige Prüfkammer ist mit Edelstahl ausgekleidet um Eigenemissionen zu vermeiden. Große Wärmestrahler simulieren die Sonne und heizen den Fahrzeuginnenraum auf. Denn unter Hitzeeinwirkung ist das Emissionsverhalten aus physikalischen Gründen stärker. Die Bestrahlungsstärke an der Fahrzeugoberfläche ermitteln dabei sogenannte Pyranometer.
Im Fahrzeuginnenraum erfassen bis zu zehn Messfühler die Temperaturen in verschiedenen Bereichen wie beispielsweise der Oberseite des Armaturenbretts. Ein sich drehendes Paddel wirbelt die Innenraumluft durcheinander und sorgt für eine gleichmäßige Konzentrationsverteilung. Die Gesamtemission im Fahrzeug wird mit Hilfe eines Messracks mit Flammenionisationsdetektor ermittelt. Das Rack ragt über die geöffnete und mit Alufolie luftdicht und emissionsneutral verkleidete Seitenscheibe des Fahrers in den Innenraum. Wird nach der Prüfmethode FAT AK 26 gemessen, beginnt die Messung wenn 65° Grad Celsius Lufttemperatur auf Höhe der Nase des Fahrers erreicht sind. Luftproben werden aus dem Innenraum gezogen und der Luftstrom durch verschiedene Probenahmesysteme geleitet. Ein unabhängiges Analyselabor ermittelt anschließend die chemische Zusammensetzung der ausgedünsteten Substanzen. Dabei werden für die verschiedenen Stoffklassen unterschiedliche Probeentnahmesysteme verwendet.
Die Emissionsexperten in der Prüfkammer untersuchen auch das Foggingverhalten eines Fahrzeugs – also die Bildung eines Films aus kondensierbaren Stoffen an der Frontscheibe des Autos: Am Messrack befindet sich dazu eine gekühlte Glasplatte, an der sich solche schwerflüchtigen Substanzen gegebenenfalls niederschlagen.
Neben diesem statischen Versuch wird in weiteren Versuchsreihen das Emissionsgeschehen im Innenraum während der Fahrt untersucht. Diese finden bei laufendem Motor und eingeschalteter Klimaanlage statt, mit und ohne Umluftschaltung. Außerdem wird einmal pro Messzyklus die Fahrertür geöffnet, um das Einsteigen zu simulieren.
Neben der Untersuchung des Gesamtfahrzeugs prüfen die Experten auch die Bauteile eines Fahrzeugs bis ins Detail. Ob Türverkleidungen, Sitze, Dachhimmel oder Zierteile, bei der Bauteilmessung werden zahlreiche Komponenten pro Ausstattungsvariante getestet. In einer 1m3 großen Prüfkammer werden sie bei definierter Temperatur, Feuchte und Luftwechsel gelagert und vermessen. Mit Hilfe gezogener Luftproben werden dann gasförmige Luftinhaltsstoffe qualitativ und quantitativ bestimmt.
Allergieprävention
Allergien sind in industrialisierten Ländern mittlerweile die häufigste chronische Erkrankung. So sind in Europa rund 30 Prozent der Bevölkerung davon betroffen. Nach einer wissenschaftlichen Studie der TU München werden es bis 2040 rund 50 Prozent sein. Nicht nur der Pollenflug im Frühjahr, auch Ausdünstungen der Materialien und Berührungen mit Kontaktstoffen können zu einer verstärkten Abwehrreaktion führen, mit Krankheitssymptomen wie Schwellungen der Nasenschleimhaut, Heuschnupfen oder Asthma.
Aufatmen kann, wer in einem Mercedes-Benz Fahrzeug sitzt. Von der A- bis zur S-Klasse tragen alle Baureihen das Qualitätssiegel der Europäischen Stiftung für Allergieforschung ECARF (European Centre for Allergy Research Foundation). Mercedes-Benz ist damit der einzige Fahrzeughersteller, der die Allergikerfreundlichkeit wissenschaftlich überprüfen lässt. Die Voraussetzungen dafür sind umfangreich: So werden zahlreiche Bauteile pro Ausstattungsvariante eines Fahrzeugs auf Inhalationsallergene getestet. Auch die Filter der Klimaanlage müssen in neuem und gebrauchtem Zustand die strengen Kriterien des ECARF-Siegels erfüllen. Geprüft wird unter anderem der Abscheidegrad von Feinstaub und Pollen.
Um Asthma- und Allergiepatienten ein angenehmeres Fahrerlebnis zu ermöglichen, unterstützt die Berliner Charité Mercedes-Benz bei der Forschung. Allergieerkrankte Patienten testen die Fahrzeuge unter Aufsicht eines Facharztes auf für sie gefährliche Substanzen. Viele der freiwilligen Patienten sind positiv überrascht und zeigen sich begeistert vom allergieoptimierten Innenraum.
Auf den richtigen Geruch kommt es an
Für ein gleichbleibend angenehmes Geruchsniveau in Mercedes-Benz Fahrzeugen sorgt schließlich ein Team aus Olfaktorik-Experten. Dieser Geruchstest wird seit 1992 durchgeführt. Von jedem Material, das in ein neues Fahrzeug eingebaut werden soll, nimmt das Geruchsteam eine Probe. Dazu wird der Werkstoff zwei Stunden lang in einem geruchsneutralen Glas verschlossen und auf 80 Grad Celsius erhitzt.
„Diese Temperaturen sind durchaus realistisch“, sagt Hartmut Kovacs, Leiter Innenraumemissionen bei Mercedes-Benz. „Wenn das Fahrzeug in der prallen Sonne steht, können diese Temperaturen schnell im Fahrzeuginnenraum entstehen“.
Unter Hitzeeinwirkung ist die Geruchsentwicklung aus physikalischen Gründen stärker. Anschließend lassen die Prüfer die Gläser auf 60 Grad Celsius abkühlen und dann wird „geschnüffelt“. Jeder Olfaktorik-Experte hebt kurz den Deckel, riecht ins Glas und schreibt seine Benotung für Stärke und Qualität des Geruchs auf. Der Mittelwert aller Benotungen stellt das Ergebnis dar. Die Bewertung erfolgt nach dem Schulnotensystem. Die Note Eins steht für „nicht wahrnehmbar“, dazu zählen u.a. Glas, Metalle und Steine; die Benotung Drei für „deutlich wahrnehmbaren Eigengeruch, aber noch nicht störend“ und die Sechs für „unerträglich“. Note Eins bis Drei bestehen die Prüfung. Werkstoffe, deren Geruch schlechter abschneiden, dürfen nicht ins Fahrzeug eingebaut werden.
Um das Geruchsniveau im Zusammenspiel aller Materialien zu testen, „stecken“ die Experten vor der Serienproduktion ihre Nase auch ins fertige Fahrzeug. Es wird sowohl überprüft, dass die Gerüche der verschiedenen Bauteile in der Mischung keine unangenehme Note erzeugen als auch dass kein Einzelgeruch dominant hervortritt.
Zusätzlich findet eine olfaktometrische Prüfung nach dem Standard ISO 12219-7 mit dem Geruchsteam statt. Nachdem der Innenraum des Fahrzeugs aufgeheizt worden ist, nehmen die Profis mit einem Beutel eine Probe aus dem geschlossenen Fahrzeuginnenraum. Der Beutel wird an ein Olfaktometer, ein Spezialgerät für Geruchsmessungen, angeschlossen, mit geruchsneutraler Reinluft verdünnt und von den Probanden berochen.
Quelle: Daimler AG